肌-肌醇单磷酸酶的功能表征制造技术

本发明专利技术涉及肌－肌醇单磷酸酶２（ＩＭＰＡ２）的功能表征，ＩＭＰＡ２是在磷脂酰肌醇信号路径中起作用的酶之一。特别地，本发明专利技术提供证据表明ＩＭＰＡ２与抑郁和焦虑引起的症状，特别是焦虑和情感紊乱相关。第一个方面，本发明专利技术提供ＩＭＰＡ２酶在用于鉴定抗焦虑或抗抑郁化合物的分析中的用途。特别是编码所述ＩＭＰＡ２蛋白的分离多核苷酸的用途，其中所述ＩＭＰＡ２蛋白优选选自编码小鼠、大鼠或人的ＩＭＰＡ２酶的多核苷酸。因此，本发明专利技术的目的在于提供用于鉴定抗焦虑或抗抑郁的化合物的方法，其中所述化合物能够增强神经元的可塑性，所述方法包括步骤：ａ）提供包含ＩＭＰＡ２蛋白的组合物；ｂ）将ＩＭＰＡ２蛋白与测试化合物接触；和ｃ）测量ＩＭＰＡ２蛋白的活性，其中在存在测试化合物时，ＩＭＰＡ２活性下降指示测试化合物为一种抗焦虑或抗抑郁的化合物。在这些分析中，通过对肌－肌醇１－磷酸盐水解生成肌醇和无机磷酸盐进行测量，来评价ＩＭＰＡ２蛋白的活性，特别是通过测量放射标记的肌醇形式的肌－肌醇单磷酸酶产物或放射标记的［３２］↑Ｐ形式的无机磷酸盐的积累或者通过比色分析来进行评价。包含ＩＭＰＡ２蛋白的组合物可以是表达按照本发明专利技术的ＩＭＰＡ２蛋白的细胞提取物、全细胞或者生物体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及肌-肌醇单磷酸酶2(IMPA2)的功能表征，IMPA2是在磷脂酰肌醇信号路径中起作用的酶之一。特别地，本专利技术提供证据表明IMPA2与抑郁和焦虑引起的症状相关。
技术介绍
在磷脂酰肌醇信号系统中，肌-肌醇单磷酸酶(IMPA)具有重要作用，其催化各种肌-肌醇单磷酸酯发生脱磷酸作用，释放肌-肌醇(Berridge和Irvine，1989)。生物化学试验表明锂对IMPA酶起无竞争性的抑制作用，可能是通过结合并阻断该酶的金属结合位点。IMPA的还原活性会导致细胞内游离的肌-肌醇损耗，肌-肌醇用于再合成信号前体肌醇磷脂(Berridge等人，1989)。数十年来，在狂躁抑郁症(两极的)的治疗中，锂被用作稳定情绪的试剂。但是，其稳定情绪的分子机制还未被确定。锂对IMPA活性的抑制作用及其抗两极的作用出现在同一浓度范围内，并且对于锂的稳定情绪的作用来说，这种生物化学作用仍然是令人好奇的假设。已经有人提出，在编码肌-肌醇单磷酸酶的基因中发生的改变(例如功能缺失或者产生功能突变)可能暗示在两极紊乱中，神经元活性发生扰乱，或者解释所观察到的锂治疗效率的变化(Steen等人，1996)。迄今，两种人基因IMPA1和IMPA2已经被克隆，并被预测编码IMPA酶(McAllister等人，1992；Sjoholt等人，2000)。有趣的是，人IMPA2基因位于染色体18p11.2上，在数个连接试验中，该区域被认为是两极紊乱的易感基因座。在B原淋巴细胞系的试验中，提供了IMPA2可能与两极相关的另一个证据，该细胞系来自I型两极情感紊乱(BD-I)患者。已经发现，与健康雄性受试者相比，这些来自雄性BD-1患者的细胞具有显著较低的IMPA2 mRNA水平，并且其细胞内的基线钙水平升高了(Yoon等人，2001)。在探究该酶作为锂在狂躁抑郁症疾病中起稳定情绪作用的靶点的可能作用中，采用了大量的传统行为测试，对IMPA2敲除小鼠进行了表型分型。本专利技术的结果表明，IMPA2敲除小鼠较少倾向于焦虑和抑郁引起的症状，并且指向了IMPA2在情感紊乱中的可能作用，特别是指向在存在于严重的情绪和焦虑紊乱中的神经可塑性和细胞恢复力下降中所起的作用。通过本专利技术将IMPA2功能性表征为与神经元的可塑性相关的基因，提供了鉴定可用于神经元细胞性能降低的患者的化合物的手段，以长期改变IMPA2的循环量(circuitery)，并功能性地对新的输入响应(学习)，该化合物还可以用于治疗神经组织性能降低的患者，以通过再组织其功能来弥补由退行性紊乱引起的组织部分破坏或者功能丧失，从损伤中恢复。专利技术概述第一个方面，本专利技术提供IMPA2酶在鉴定抗焦虑或抗抑郁的化合物的分析中的用途，其中所示抗焦虑或抗抑郁化合物能够增强神经元的可塑性。因此，在还有一个方面，本专利技术提供IMPA2酶在鉴定能够增强哺乳动物的CNS中的神经元可塑性的化合物的分析中的用途。因此，本专利技术的一个目的是提供用于鉴定抗焦虑或抗抑郁化合物的方法，其中所述抗焦虑或抗抑郁化合物能够增强神经元的可塑性，所述方法包括步骤a)提供一种包含IAMPA2蛋白的化合物；b)将IMPA2蛋白与测试化合物接触；和c)测量IMPA2蛋白的活性，其中在存在测试化合物时，IMPA2活性下降指示测试化合物为抗焦虑或抗抑郁化合物。第二个方面，本专利技术提供一种用于确定一种化合物是否能够增强神经元可塑性的方法，所述方法包括步骤a)提供一种包含IAMPA2蛋白的化合物；b)将IMPA2蛋白与测试化合物接触；和c)测量IMPA2蛋白的活性，其中在存在测试化合物时，IMPA2活性下降指示测试化合物为增强神经元可塑性的化合物。第三个方面，本专利技术提供按照本专利技术的分析所鉴定的化合物的用途，用于制备治疗焦虑的药物或者用于制备提高神经元可塑性的药物，特别是用于制备增强记忆力或治疗记忆功能障碍以及治疗神经元损伤的药物，神经元损伤是如下种类的中风、多发性梗塞痴呆、头部创伤、大脑缺血、大脑损伤，包括(但是不限于)由攻击、事故引起的损伤、肿瘤(例如影响大脑的大脑肿瘤或非脑部肿瘤，例如侵犯大脑的头盖骨的骨瘤)或者去除肿瘤或者治疗癫痫症的手术；多发性硬化症；和影响皮层的神经退行性疾病，例如老年性痴呆、阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿舞蹈症、脑脊髓肾上腺脑白质营养不良(cerebellar-spinal adrenoleucodystrophy)、皮克病或威尔逊病。第四个方面，本专利技术提供治疗与神经元适应性反应降低相关的症状的方法，例如治疗记忆功能障碍，以及治疗影响皮层的神经退行性疾病，例如老年痴呆、阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿舞蹈症、脑脊髓肾上腺营养失调白斑病、皮克病或威尔逊病，包括将有效量的IMPA2抑制剂施用给需要该治疗的受试者的步骤。本专利技术的另一个目的是提供治疗神经学上的症状的方法，包括增强神经元可塑性的治疗，例如增强记忆力和学习能力，以及治疗如下种类的神经元损伤中风、多发性梗塞痴呆、头部创伤、大脑缺血、大脑损伤，包括(但是不限于)由攻击、事故引起的损伤、肿瘤(例如影响大脑的大脑肿瘤或非脑部肿瘤，例如侵犯大脑的头盖骨的骨瘤)或者去除肿瘤或者治疗癫痫症的手术；多发性硬化；和影响皮层的神经退行性疾病，例如老年性痴呆、阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿舞蹈症、脑脊髓肾上腺脑白质营养不良皮克病或威尔逊病，包括将有效量的IMPA2抑制剂施用给需要该治疗的受试者的步骤。最后一个方面，本专利技术提供IMPA2敲除动物作为研究增强神经元可塑性的作用的模型的用途。特别是在动物模型中，研究增强对应激的适应性反应的作用。在其他用途中，这种转基因动物可以被销售给研究人员。在下文中，将更加详细地讨论本专利技术的这些和其他方面。附图简介附附图说明图1载体VICTR48的示意图，该载体用于从OST203987产生IMPA2敲除。附图2不同小鼠组织样本中的IMPA1和IMPA2的表达水平。在归一化为小鼠的β-肌动蛋白后，在不同小鼠组织样本中的表达水平被表示为相对水平。附图3不同小鼠组织样本中的IMPA1和IMPA2的表达水平。在不同小鼠的组织样本中的表达水平被表示为平均循环阈(CT)值。附图4在升高的零迷宫(Elevated Zero Maze)测试中监测的不同参数的结果，即总移动距离、在开放臂(open arm)中的相对持续时间和在开放臂中的相对距离。附图5在Porsolt强迫游泳测试的第一个段时间内监测的不同参数的结果，即在前180秒中的相对静止不动的持续时间、在最后180秒中的相对静止不动的持续时间和在整个测试过程中静止不动的相对持续时间。附图6在Porsolt强迫游泳测试的第二个时段内的结果。记录了相同的参数。附图7在开阔场地测试(Open Field Test)中监测的不同参数的结果，即在中央花费的时间、在中央的移动距离、总的移动距离、移动次数、移动持续的时间、直立活动(rearing)次数和直立活动的持续时间。附图8在非受胁迫和受胁迫的Impa2 KO小鼠和WT同窝小鼠中，MIP合成酶的表达水平。发现基因型和胁迫对表达水平具有显著的影响。表达水平在被归一化为小鼠的β-肌动蛋白后被表示为相对水平。附图9在非受胁迫和受胁迫的Impa2 KO小鼠和WT同窝小鼠中，BDNF的表达水本文档来自技高网...

【技术保护点】
分离的ＩＭＰＡ２蛋白在鉴定抗焦虑或抗抑郁化合物的分析中的用途，其中所述化合物的特征在于它们能够增强神经元的可塑性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：WMA巴勒曼斯，DWE默查斯，THW施特克勒，K克林斯，
申请(专利权)人：詹森药业有限公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]